6. Строение и физиологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений. Приспособления светолюбивых растений
|
растение) - это растения, произрастающие в тенистых местах обитания, или даже в полумраке.Листья теневыносливых растений приспособлены к возможно более полному использованию света. Для многих «теневых» растений характерна такая морфологическая особенность, как широкая и тонкая листовая пластинка, что позволяет растениям увеличить освещаемую поверхность, и тем самым компенсировать недостаток света. Увеличить поглощение света помогает темная окраска листьев, связанная с большим содержанием хлорофилла у теневыносливых растений.Больше всего теневыносливых растений встречается под пологом кустарников в лесах. Во флоре Забайкалья - это седмичник европейский, вороний глаз, ландыш Кейске, майник двулистный, грушанки.
Эти растения по отношению к влажности делятся на следующие экологические группы:-Ксерофиты - растения, приспособившиеся к г значительному постоянному или временному недостатку влаги в почве или воздухе.-Мезофиты - растения, живущие в условиях достаточного увлажнения.-Гигрофиты - влаголюбивые растения, обитающие на избыточно увлажненной почве и часто во влажном воздухе.Гидрофиты - растения, приспособившиеся кводному образу жизни.В Забайкалье с его неустойчивым увлажнением, весенними и летними засухами,небольшим снеговым покровом ксерофиты - самая многочисленная группа растений.Среди представителей ксерофитов есть растения степи, которые могут иметь листья покрытые многочисленными волосками или восковым налетом. Это представители рода полыни: полынь холодная, шелковистая, пижмолистная; вероника седая, эдельвейс эдельвейсовидный, соссюрея иволистная, лейбнит
Погруженные гидрофиты могут быть свободно плавающими, неукореняющимися (пузырчатка) и укореняющимися (лютик водный, рдест гребенчатый, уруть).Погруженные гидрофиты испытывают сильные затруднения с газообменом. Поэтому для них характерно наличие большой поверхности соприкосновения со средой. Листья тонкие (у элодеи составлены всего двумя слоями клеток), часто рассечены на нитевидные доли (у пузырчатки). Это так называемые «листья - жабры».У плавающих гидрофитов часть листьев плавает на поверхности воды (кувшинка, кубышка, ряска малая и ряска тройчатая). Листья, плавающие на поверхности, развиваются в иных условиях среды, чем листья, погруженные под воду. Это листья с цельными листовыми
atamanovka-online.ru
Избыток света - Интернет-журнал «Живой лес»
Солнце – источник света и тепла, основа фотосинтеза зеленых растений. Свет стимулирует прорастание семян, растения, развиваясь, тянутся к источнику света (свойство, именуемое фототропизмом). Существует группа видов, так называемых компасных растений, листья которых ориентированы с севера на юг, а в полдень поворачиваются к светилу ребром, избегая излишнего облучения.
Проблема с солнцем
Солнечного света, казалось бы, не может быть много, однако логика процесса фотосинтеза такова, что для его нормального течения необходимы в сбалансированном достатке еще вода и углекислый газ. А проблема состоит в том, что яркое солнце, как правило, вызывает перегрев и высушивание растений, которое происходит в результате испарения воды с их поверхности, а также из-за усиления транспирации и дыхания через открытые устьица. Эти жизненно важные для растения процессы в жаркий солнечный день приводят к потере воды и углекислого газа в его клетках, в результате происходит нарушение соотношения необходимых для фотосинтеза компонентов.
Ряд светолюбивых пород нашей зоны можно выстроить с небольшими оговорками таким образом: белая акация – лиственница – ясень – осина – береза – сосна – тополь – дуб – ель – липа – пихта.
Гелиофиты
Светолюбивые растения, или гелиофиты, отличаются способностью сохранять баланс света, воды и углекислого газа максимально длительное время даже в условиях высокой освещенности. К данной экологической группе растений относят представителей открытых пространств тундры, высокогорий и каменистых пустошей, пустынь и полупустынь. Растительный покров этих местообитаний либо разрежен, либо состоит из невысоких растений, расположенных в один ярус.
Гелиофиты заселяют также рудеральные местообитания, возникшие в результате нарушения естественного покрова (пустыри, овраги, осыпи и откосы вдоль дорог), где формируются сообщества с преобладанием сорных или пионерных видов, а также поля с культурными растениями, среди которых, кстати, благоденствует множество сорных видов. Так что большинство сорняков относятся к гелиофитам, и затенение облегчает избавление от них, что учитывается в агротехнике, например при мульчировании и использовании темной ткани.
Светолюбивы многие гидрофиты с надводными листьями, а также деревья первого яруса.
Ветви светолюбивых пород отходят от ствола под большим углом, кроны вытянуты в вертикальном направлении, нижние ветви отмирают рано, и происходит быстрое очищение ствола, а крона стремится вверх, что приводит к формированию также и зонтиковидной кроны.
Для деревьев-гелиофитов характерна ажурная крона и сильное ветвление побегов, причем у кустарников это свойство прогрессирует, у кустарничков и полукустарников наряду с укорочением междоузлий и усилением механических тканей побегов приводит к образованию особой формы роста – подушковидной, а у трав – к формированию розеточных растений. Обе формы являются отличительной чертой и физиономическим признаком высокогорных, пустынных и полупустынных ландшафтов. Сразу оговоримся, что подобные экобиоморфы возникают как приспособление к жизни не только на ярком жарком солнце, но и в условиях сильных ветров, резких перепадов температур, при недостатке почвенной влаги. Открытые местообитания, как частично и верхний ярус лесов, испытывают на себе комплексное влияние этих условий (или некоторых из них).
Гелиофиты способны лучше противостоять заморозкам и поражению вредителями.
Антоциановые пигменты защищают гелиофиты от жесткого солнечного света Сходство с ксерофитами
В результате воздействия перечисленных выше неблагоприятных для жизни факторов в процессе эволюции у растений образовались сходные черты строения, в частности у ксерофитов и гелиофитов. Многие признаки данных двух групп совпадают, так как основаны на приспособлениях, сохраняющих влагу и препятствующих проникновению прямых солнечных лучей в глубокие слои фотосинтезирущих органов.
Это совпадение вовсе не свидетельствует о малой изобретательности представителей зеленого населения нашей планеты. Оно лишний раз убеждает нас в энергетической и пластической рациональности некоторых физиологических и морфологических решений, тем более что в разных систематических группах возникали сходные защитные механизмы, что также важно для понимания логики жизни зеленых растений.
Как ксерофиты, так и многие гелиофиты имеют разветвленную корневую систему и относительно мелкие листья, так что основная биомасса сосредоточена в стеблях и корнях. Их листья имеют покровы из кутикулы, многослойный эпидермис, мелкие и плотные хлоропласты, ориентированные вдоль стенок клеток. Для них характерны более мелкие, но толстые листовые пластинки с густым жилкованием и большим количеством устьиц, расположенных на нижней стороне листа.
Фототропи́зм – изменение направления роста органов растений в зависимости от направления падающего на них света.
Под влиянием внешних факторов
Подчеркнем, что перечисленные признаки обладают достаточной пластичностью в различной погодной ситуации и местных условиях произрастания. Так, затенение крон гелиофитов ведет к редукции площади листовых пластинок. Световые листья располагаются по периметру кроны, а теневые – соответственно в более глубоких ее слоях и ближе к земле. Соотношение в кроне световых и теневых листьев зависит от светового довольствия прошлого года, так как энергия солнца влияет прежде всего на меристемные ткани. Представители светолюбивых пород древесных растений реагируют на недостаток света, формируя неравномерную крону (более изреженную и с вытянутыми побегами) с затененной стороны.
Гелиофиты имеют ряд сходных биологических черт. Большинство гелиофитов – анемохоры, их семена распространяются ветром, что удобно для растущих на открытых пространствах растений. Цветение происходит у многих светолюбивых пород до распускания листьев, что упрощает опыление ветром.
Они способны лучше противостоять заморозкам и поражению вредителями. В то же время зависимость от освещенности светолюбивых видов растет в связи с неблагоприятными температурными (переохлаждение или перегрев) и почвенными условиями, например при недостатке азота. Именно поэтому на более тощих почвах формируются и менее сомкнутые древостои, а после холодных зим и в условиях жаркого лета можно ожидать их изреживания.
Подушковидные полукустарники на вершине 
Белая акация – одно из самых светолюбивых деревьев нашей климатической зоны 
Одноярусное сообщество низких трав на открытом солнцу берегу Атлантического океана Дыхание и фотосинтез
Отдельная группа светолюбов, а вернее, две группы имеют интересные физиологические приспособления. У них разделен процесс дыхания, при котором, как известно, в клетку растения через устьица поступает кислород, а выделяется углекислый газ, и процесс фотосинтеза, в результате которого выделяется кислород, а используется вода и углекислый газ.
Одни пошли по пути временного разделения данных процессов. Они могут дышать ночью, когда воздух насыщен парами воды и нет опасности иссушения, а фотосинтез, понятно, идет при дневном свете. Это так называемые САМ-растения (от англ. crassulacean acid metabolism). К ним относятся суккуленты из семейства толстянковые (Crassulaceae), а также представители семейства лилейные, орхидные, бромелиевые, кактусовые, аизовые.
Другие разделили в пространстве листа процессы дыхания и фотосинтеза (С4-растения, в отличие от традиционных С3-растений). Это стало возможно благодаря иному анатомическому строению листа и биохимическим особенностям кислот, фиксирующих в процессе фотосинтеза CO2. Такие кислоты имеют четыре атома углерода, что и дало название С4-пути фотосинтеза у данной группы растений, к которой относятся сахарный тростник, кукуруза, сорго, лебеда, амарант, а также некоторые представители семейства молочайные, сложноцветные, злаковые и некоторые другие. Эти растения не выделяют CO2 при дыхании, а экономно используют его для фотосинтеза.
Антоциановые пигменты, вызывают розовую, красную и пурпурную осеннюю окраску листьев при помощи углеводов (сахара, крахмала).
Светолюбивая сферальцея шарлаховая с белесой окраской побегов 
Скалистые побережья Западной Калифорнии – местообитания суккулентных гелиофитов Антоциановые пигменты защищают гелиофиты от жесткого солнечного света Защита от ультрафиолета
Отметим еще один важный момент, касающийся свойств солнечного света. Не весь спектр его лучей полезен и продуктивен для фотосинтезирующих растений.
Коротковолновая ультрафиолетовая часть лучей, как мы можем догадаться по аналогии с бактериями, с которыми борются, используя ультрафиолетовую лампу, и человеком, перезагоревшем на палящем солнце, губительно действует на фотосинтетический аппарат растений. У них разрушаются хлоропласты, как, впрочем, и цитоплазма клеток.
При высоком уровне ультрафиолета защитить от него клетки листьев способны антоциановые пигменты, которые проявляются, например, на листьях молодых побегов. Это можно наблюдать у древесных видов в наших лесах рано весной и при вторичном осеннем отрастании побегов, а также в окнах возобновления и на вершинах крон деревьев в тропических лесах, где ростовые процессы не имеют явно выраженной сезонности. Антоциановые пигменты характерны для облика типичных суккулентных гелиофитов. Служа экраном от ультрафиолета, они одновременно поглощают УФИ и отражают тепловые красные лучи.
Кстати, наибольшему воздействию ультрафиолета подвержены высокогорные растения, поэтому гелиоморфизм у них ярко выражен (по аналогии с ксероморфизмом), в частности, белесые покровы их побегов являются хорошей защитой и пропускают не более 15 % падающего на них света.
givoyles.ru
6. Строение и физиологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений. Биохимия растений. Процессы брожения. Фотосинтез
Похожие главы из других работ:
Австралопитеки - обезьянолюди или человекообезьяны?
Физиологические особенности
Австралопитеки - сравнительно крупные, приблизительно 20-65 кг массой, 100-150 см ростом. Ходили на коротких ногах при выпрямленном положении тела. У них изменились пропорции туловища и конечности, получили мощное развитие мышцы ягодицы...
Анатомические особенности строения психрофитных растений семейства вересковых
2.1 Особенности биологии психрофитных растений
К группе психрофитных относят растения, произрастающие в тайге, тундре, на высокогорьях. Сюда же могут относиться виды, живущие в условиях холодного, плохо прогревающего даже летом сфагнового болота...
Анатомо-физиологические и функциональные особенности нервной системы у детей
1. Анатомо-физиологические особенности нервной системы у детей
Закладка нервной системы происходит на 1-й неделе внутриутробного развития. Наибольшая интенсивность деления нервных клеток головного мозга приходится на период от 10 до 18-й недели внутриутробного развития...
Биоморфологические особенности эфиромасличных растений Крыма и перспективы их использования
3. Биоморфологические особенности перспективных эфиромасличных растений
...
Влияние интенсивности освещения на анатомо-морфологическое строение листьев растений
Глава 3. Влияние интенсивности освещения на анатомию листьев тенелюбивых и светолюбивых растений
В растениеводстве обычно рассматривают только две оппозитные группы растений -- светолюбивые и теневыносливые; последние иногда называют сциофитами, тем самым употребляя термин в несколько ином, расширительном значении. В любом случае...
Инсерционный мутагенез – основной метод идентификации генов
3. Особенности инсерционного мутагенеза растений
У микроорганизмов и животных для инактивации генов также используется инсерционный мутагенез. После встраивания инсерции в клонированную копию гена, благодаря гомологичной рекомбинации, удается заместить интактный ген мутантным...
Основные факторы водной среды и их влияние на организмы
3. Особенности адаптации растений к водной среде
Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительных организмов. Так...
Развитие естествознания в XVIII-XIX вв. Космологические модели Вселенной. Происхождение человека
1.3 Клеточное строение растений и животных
Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук (известный нам благодаря закону Гука). В 1663 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает...
Растения – продуценты биологически активных веществ
Глава 1. Особенности вторичного обмена растений
Целебное действие лекарственных растений обусловлено присутствием в них биологически активных веществ, относящихся обычно к продуктам специализированного (вторичного) обмена...
Свойства бессмертника
1.4 Биологические особенности растений рода бессмертник
Свежесобранные семянки прорастают при температуре 10-15оС. Высокая всхожесть сохраняется до 15 мес., после чего резко снижается. В первый год жизни сеянцы развиваются медленно. Сеянцы в возрасте 10 мес. достигают высоты 87 см...
Строение и физиология растений класса двудольных
1. Особенности строения и физиологии двудольных растений
Двудольные - самый обширный класс рода цветковых растений, насчитывающего свыше четверти миллиона видов. Большинство из них - травянистые растения, не образующие надземных древесных тканей...
Уход за декоративными и экзотическими животными
3.Анатомо-физиологические и биологические особенности ящериц
Ящерица несколько похожа на тритона или саламандру, но тело у нее расчленено на отделы (голова, туловище, хвост) в большей мере, чем у амфибий. Заостренная и слегка сплющенная сверху голова отделяется от туловища короткой шеей...
Функциональная организация желудочно-кишечного тракта
1. Анатомо-физиологические особенности лимбической системы
Лимбическая система называется так потому, что ее корковые структуры образуют кольцо, в виде лимба окружающее подкорковые образования больших полушарий. В процессе эволюции лимбическая система развилась из обонятельных структур...
Функциональная организация желудочно-кишечного тракта
1.3 Анатомо-физиологические особенности базальных ядер
Базальные ядра представляют собой скопления серого вещества в толще белого вещества больших полушарий. В сером веществе различают полосатое тело, ограду и миндалевидное тело...
Эколого-анатомические особенности вьющихся растений
3. Анатомическое строение растений
...
bio.bobrodobro.ru
Видеоматериалы. Занятие№7 «Приспособления растений к меняющимся условиям освещения»
Кинопособие содержит методический аппарат, обеспечивающий помощь учителю на всех этапах проведения уроков.
Кинопособие « Экология растений» 58 занятий
Актуальность
В одном и том же месте условия освещения сильно меняются, и растения вынуждены к этому приспосабливаться.
Тип учебного занятия; изучения и первичного закрепления новых знаний
Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.
Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм
Основные понятия
Эфемероиды. Подснежники. Глубокий покой. Летнезеленые растения. Вечнозеленые растения
Вопросы для обсуждения
1.Почему в тенистых ельниках не растут эфемероиды?
2.Почему в дубраве в июле мы не увидим эфемероидов?
3.Почему медуницу нельзя отнести к группе эфемероидов, хотя она цветет одновременно с ними?
Зайдем теплым, солнечным апрельским днем в широколиственный лес, например в дубраву, в липняк или буковый лес. Почва насыщена влагой, пахнет прелыми листьями, в лесу тепло и много света. Негустая тень падает на поверхность почвы от стволов деревьев и их обнаженных крон, а также от прозрачных крон кустарников.
Пройдет полтора-два месяца, и в лесу станет тенисто, густо олиственные кроны деревьев будут пропускать в десять раз меньше света. В таких лесах, где каждой весной бывает светло, а летом тенисто, встречаются растения с разными приспособлениями к условиям освещения, их можно разбить на четыре группы.
Весной в лесу найдем эфемероиды (в пер. с греч. “эфемерос” — однодневный, мимолетный). Эфемероиды еще называют подснежниками. Это многолетние растения. Рост побегов у них начинается ранней весной под тонким слоем снега. А когда снег стает, побеги быстро вырастают. Зацветают эфемероиды в конце апреля или в начале мая, когда в лесу светло. Во время цветения они образуют яркий, пестрый ковер. Яркие цветки эфемероидов хорошо заметны насекомым-опылителям, которые охотно их посещают (шмели, бабочки).
Листья эфемероидов имеют световое строение, в них очень активно идет процесс фотосинтеза. За месяц с небольшим они успевают накопить запас питательных веществ в клубнях, корневищах,, луковицах (рис.1; 1, 2,3). За счет этих запасов весной будущего года разовьются новые побеги.
Рис. 1. Эфемероиды широколиственного леса: 1 — ветреница, 2 — пролеска, 3 — хохлатка
После созревания плодов и осыпания семян в начале июня надземные побеги эфемероидов отмирают. Подземные органы с почками и запасом крахмала будут находиться в состоянии глубокого покоя около 10 месяцев до будущей весны. Эфемероиды — светолюбивые растения. Для активной жизни они используют короткое светлое время в лесу.
Летом в тени деревьев и кустарников растут теневыносливые и тенелюбивые растения. У одних трав побеги вырастают весной и отмирают осенью (ландыш майский, фиалка удивительная, сныть обыкновенная). Их называют летнезелеными (рис.2).
Рис.2. Летнезеленые растения с цветками и плодами: 1 — ландыш майский, 2 — фиалка
3. Вечнозеленое растение копытень европейский с молодыми и прошлогодними листьями
Третью группу составляют растения летнезимнезеленые.
У других растений листья живут больше одного года, зимуют под снегом. Такие растения называют вечнозелеными. К ним относятся осока волосистая, копытень европейский. Широкие темно-зеленые листья копытня европейского располагаются на невысоких побегах вблизи поверхности почвы. Перезимовавшие зеленые листья только ранней весной хорошо освещаются солнцем, пока в лесу светло. В это время копытень цветет, его молодой побег несет два новых листа (рис.3).
В одно время с эфемероидами цветет медуница неясная (рис.4). Небольшие листья ее на удлиненных весенних побегах имеют световое строение. Когда она отцветет, побег отмирает. Из почки на корневище рядом с засыхающим развивается розеточный побег с крупными листьями, имеющими теневое строение. Так, медуницу весной можно назвать светолюбивым растением, а летом — теневыносливым.
Рис. 4. Медуница неясная
Источники информации: А.М. Былова, Н.И. Шорина, 1999 (209стр.)
Эфемероиды.
Легенды о цветах Подснежники
Ландыш майский (летнезеленчй)
Вечнозеленые растения (хвойные)
xn--j1ahfl.xn--p1ai
